Акумуляторна батарея, її обслуговування і несправності

На автомобілях і сучасних мотоциклах використовуються акумулятори стартерів. Ці батареї здатні короткочасно віддавати струм великої величини, що необхідно для прокрутки і пуску двигуна електростартером. Акумуляторна батарея сучасних мотоциклів і автомобілів складається з шести послідовно сполучених акумуляторів (у кожному залитий електроліт), кожен з яких має напругу 2 вольти. 

При заряді акумуляторної батареї щільність електроліту підвищується, а при розряді — щільність знижується, тому, по щільності електроліту можна судити про стан акумулятора, замірявши щільність спеціальним приладом— ареометром (кислотомір).

Як я вже говорив, напруга на вивідних клемах справного і повністю зарядженого акумулятора, незалежно від його розмірів і кількості пластинів складає 2 вольти. А на сучасних автомобілях і мотоциклах застосовують прилади електроустаткування, які расчитаны на напругу 12 вольт. Значить, щоб отримати напругу 12 вольт, необхідно з'єднати послідовно шість акумуляторів, створивши акумуляторну батарею.

Усі шість акумуляторів розміщуються в загальному баку 1, розділеному внутрішніми перегородками на шість осередків. На дні бака є ребра, на які спираються свинцеві пластини акумуляторів, а ребра потрібні для вільного проходу електроліту під пластинами. Бак акумуляторної батареї виготовляють з кислототривкого матеріалу: пластмаса (кислототривка), ебоніт, термопласт, пропілен та ін.

Акумулятор складається з плюсових 9 і мінусових 10 пластинів, які зібрані в напівблоки. Пластини ізольовані один від одного сепараторами 8, які виготовлені з пористої пластмаси. Самі пластини відлили зі свинцю у вигляді грат, з додаванням сурми (7 — 8%) для механічної міцності. У грати пластинів упресовують активну масу, виготовлену на водному розчині сірчаної кислоти з оксидів свинцю— свинцевого сурику (Pb3O4) і свинцевого глету ( PbO) для позитивних пластинів і свинцевого порошку для негативних пластинів. Для збільшення місткості акумулятора і зменшення його внутрішнього опору однойменні пластини сполучені в напівблоки, які закінчуються вивідними полюсними штирями 3 і 5.

Напівблоки з позитивними і негативними пластинами збираються у блок таким чином, що позитивні пластини розташовані між негативними, тому негативних пластинів завжди на одну більше. Завдяки цьому, краще використовується активна маса позитивних пластинів і оберігає їх від викривлення і руйнування. Сепаратори монтуються між пластинами так, щоб їх ребриста сторона була звернена до поверхні позитивних пластинів, цим забезпечується кращий вступ до них електроліту.

Зібраний акумулятор встановлюють у відділення загального бака, що закривається кришкою 2, яка має отвори для виходу полюсних штирів (клем) і отвору для заливки електроліту, які закриваються пробками, що мають вентиляційне отвори. Акумулятори у батареї з'єднуються між собою свинцевими перемичками 4.

Електроліт, що заливається в акумуляторну батарею, має бути дуже чистим. Не можна застосовувати технічну сірчану кислоту і недистильовану воду, може прискориться саморазряд, сульфатация і руйнування пластинів, і істотне зменшення місткості. Нові акумулятори заливають електролітом щільністю на 0,002 г/см? менше тієї, яка має бути у кінці заряду. У повністю зарядженій акумуляторній батареї щільність електроліту в усіх шести банках, має бути, як в таблиці, на фото (при температурі +25С).

Слід пам'ятати, що чим вище щільність електроліту, тим нижче температура його замерзання. Електроліт щільністю 1,30 замерзає, лише при — 68? морозу, щільністю 1,25, тільки при — 50? морозу, і щільністю 1,11 при всього — 7? морозу.

Це слід знати, і щоб не заморозити батарею взимку (може репнути бак) і не зіпсувати її повністю, слід зимою завжди тримати повністю зарядженою. При вимірі щільності завжди слід враховувати, що вона залежить від температури електроліту і реальна щільність зменшується на 0,01 г/cм? при підвищенні температури на 15С. Для точного виміру щільності, температура електроліту має бути +25°С.

У міру розряду акумулятора, щільність електроліту різко знижується і при стовідсотковому розряді акумулятора. Щільність електроліту, при такому розряді, зменшується на 0,16 г/ см?. Значить, можна зробити висновок (підрахувати), що зменшення щільності електроліту на 0,01 г/см? від норми, вказаної в таблиці (на фото), відповідає розряду акумулятора на 6%.

Номінальною місткістю акумуляторної батареї вважається кількість електрики, яка може віддати повністю заряджена батарея, при розряді струмом 20 годинного режиму, при температурі електроліту 18 — 25 градусів і початковій його щільності 1,28 ± 0,01 г/см? до напруги 10,5 вольт.

Місткість акумулятора вимірюється в ампер-годинах (А- ч) і залежить від розміру і кількості паралельно сполучених пластинів, сили розрядного струму і від температури електроліту. Чим більше кількості і розмір пластинів, менше сила розрядного струму і вище температура електроліту, тим більшу місткість може віддати акумуляторна батарея при розряді (роботі).

При пониженні температури електроліту від + 25°З, місткість зменшується, приблизно, на 1% на кожен градус температури. Наприклад, якщо номінальна місткість акумуляторної батареї рівна 55А— ч (при +25°С), то при пониженні температури електроліту до нуля градусів, місткість зменшиться на 25% і вийде 41А— ч, а при пониженні температури електроліту до — 25°З місткість зменшиться, аж на 50% і складе тільки всього 27,5 А— ч. При послідовному з'єднанні акумуляторів у батарею, місткість залишиться такою ж, як у одного акумулятора, а напруга збільшиться (на 2 вольти з кожного окремого акумулятора).

Несправності акумуляторної батареї і обслуговування батареї.

При експлуатації автомобіля або мотоцикла в акумуляторній батареї можуть виникнути наступні несправності: прискорений саморазряд, сульфатация пластинів, коротке замикання, витік електроліту, випліскування електроліту, окислення полюсних штирів (клем).

Прискорений саморазряд. Прискорений саморазряд акумуляторної батареї при її експлуатації і особливо зберіганні відбувається із за утворення в активній масі пластинів місцевих струмів. Місцеві струми з'являються при виникненні електрорушійної сили між оксидами активної маси і гратами пластинів. До того ж, при довгому зберіганні (без роботи) батареї, щільність електроліту в нижніх шарах стає більше, ніж у верхніх шарах. Це призводить до появи різниці потенціалів і виникнення уравнителных струмів на поверхні пластинів.

А взагалі, нормальний саморазряд справної кислотної акумуляторної батареї складає до 10% за 14 діб, а у нових, сучасних батарей, що не обслуговують або гелів, за ці чотирнадцять діб саморазряд може бути усього 1 -2%. Якщо в течії місяця кислотна обслуговувана батарея розряджається більш ніж на 10% при температурі довкілля +20 ± 5°З, то такий саморазряд вважається прискореним і доводить про несправність акумуляторної батареї.

Причинами прискореного саморазряда можуть бути: забруднення верхньої поверхні батареї, доливка при обслуговуванні звичайної, недистильованої води, яка зазвичай містить луги і солі; попадання всередину батареї сміття або металевих часток, які сприяють утворенню гальванічних пар. Для усунення цих несправностей треба протерти поверхню батареї і замінити електроліт, але перед цим промити бак дистильованою водою.

Сульфатация пластинів. Вона буває від систематичного недозаряда, довгого зберігання незарядженої акумуляторної батареї з електролітом, великого розряду батареї нижче допустимої межі, пониження рівня електроліту, або різкого збільшення його щільності. На поверхні пластинів від цього утворюється білий наліт з великих кристалів сірчанокислого свинцю, який називається сульфатом. Пластини, що сульфатуються, перестають брати участь в хімічній реакції (заряду) і місткість акумуляторів, при цьому, помітно зменшується, батарея стає непридатною до експлуатації. Ознакою часткової сульфатации пластинів батареї являються: швидке підвищення напруги і температури електроліту при заряді і бурхливе газовиділення (кипіння) електроліту, щільність електроліту при заряді збільшується зовсім трохи. При розряді, особливо великому, — наприклад, включення стартера, акумуляторна батарея швидко розряджається з — за дуже малій місткості.

Невелику сульфатацию можна усунути проведенням декількох циклів заряд-розряд. Для цього, батарею треба повністю зарядити і довести щільність електроліту до нормальної величини (див. таблицю), шляхом додавання електроліту підвищеній щільності, а краще повністю злити старий електроліт, промити батарею дистильованою водою і залити свіжий електроліт необхідної щільності. Потім, слід розрядити батарею струмом силою 4 — 5 А до напруги 1,7 вольт в кожному акумуляторі, це 10,5 вольт для усієї батареї. Після цього, знову зарядити батарею малим струмом (1,5 — 2 А), і так кілька разів.

Коротке замикання. Буває із за руйнування сепараторів, випадання активної маси або її оплавлення, в слідстві чого відбувається зіткнення різнойменних пластинів (+ і -) тобто коротке замикання, і в результаті повний вихід з ладу акумуляторної батареї із за чого відбувається різке зниження місткості і напруги батареї і її дуже швидкий розряд.

Причинами короткого замикання можуть бути: заряд батареї струмом великої сили і при високій температурі, часті перезаряди, від чого походить викривлення і вифарбовування пластинів, ушкодження сепараторів. Ці неприємності можуть статися і з — за замерзання електроліту і, до того ж, ще може репнути бак батареї. Коротке замикання може піти ще від інтенсивної вібрації при поганому кріпленні батареї на автомобілі або мотоциклі, або різкі удари при випадковому падінні. Необхідно завжди стежити за рекомендованим режимом заряду, не допускати перезаряду батареї, періодично перевіряти щільність електроліту і не допускати її зменшення нижче рекомендованою в таблиці (для кожного кліматичного району).

Підтікання електроліту буває з — за тріщин у баку і виявляється оглядом. Для проведення ремонту з пошкодженої банки повністю відкачують електроліт і запаюють корпус за допомогою фену або потужного паяльника. Про правильний ремонт пластмас дивитеся в цій статті.

Випліскування електроліту з вентиляційних отворів батареї виявляється, зазвичай, після поїздки на мотоциклі або автомобілі, на поверхні акумуляторної батареї видно електроліт (від цього може бути замикання полюсних штирів). Причиною цього може бути підвищений рівень електроліту, висока напруга генератора ( з— за несправності реле заряду), яка призводить до кипіння електроліту і призводить до сульфатування пластинів батареї, і ще сильнішого кипіння з, — за швидкого заряду від сульфатування.

Необхідно довести рівень електроліту до норми (риски на корпусі) і терміново розібратися з генератором або реле, перевіривши напругу на клемах вольтметром. При максимальних оборотах напруга заряду не повинна підніматися вище 14,5 вольт, а для більшості сучасних батарей, що не обслуговують і гелів, — не більше 13,8 вольт ( точніше, дивитеся інструкцію цієї батареї).

Окислення полюсних штирів призводить до збільшення опору в зовнішньому ланцюзі (перехідний опір між штирем і клемою) і може привести до великої втрати струму, і навіть, до повного припинення струму. Для усунення цієї несправності необхідно зняти з полюсних штирів клеми з дротами і зачистити штирі і клеми до блиску, після чого надіти клеми на штирі, затиснути і змастити штирі і клеми тонким шаром технічного вазеліну.

Технічне обслуговування акумуляторної батареї.

При виявленні зовнішнього забруднення батареї її поверхню необхідно протерти чистим дрантям, змоченим 10% розчином нашатирного спирту або кальцинированой соди, після цього протерти чистим сухим дрантям. При заряді батареї в результаті хімічної реакції виділяються гази, які при закупорці вентиляційних отворів можуть значно підвищити тиск усередині акумуляторів. Тому, треба стежити за чистотою вентиляційних отворів, особливо перед початком заряду.

Як я вже говорив, при заряді з вентиляційних отворів виділяється газ (водень), який дуже вибухонебезпечний, тому ні в якому разі не оглядайте батарею при заряді за допомогою відкритого вогню і навіть не палите. Так само, не намагайтеся під час заряду батареї поправляти або знімати клеми з дротами, оскільки може при цьому виникнути іскра, що приведе до сумних наслідків.

Повірте, я сам був свідком вибуху бака акумуляторної батареї в одному з Московських автосервісів. Людина, що проходить поряд з батареєю, що заряджається, просто злегка зачепив клему типу «крокодил» від зарядного пристрою. Виникла маленька іскра і цього вистачило, щоб стався вибух. Кислотою був зіпсований кузов дорогого автомобіля і багато що інше. Повезло, що людина, що проходить, до моменту вибуху вже стояла спиною. Але одяг довелося викинути.

Бажано, через 2000 — 2500 км пробігу, а в дуже жарке літо кожного тижня перевіряти рівень електроліту і доливати його до норми дистильованою водою, оскільки при нагріві електроліту при заряді випаровується тільки вода. Якщо виявлено, що пониження рівня пішло від випліскування електроліту, а не від википання, то необхідно долити електроліт тієї ж щільності.

При заряді звичайної обслуговуваної кислотної батареї зарядним пристроєм, зарядний струм складає 0,1 від місткості. Наприклад, місткість батареї 55А, означає зарядний струм складає 5,5А. Але, якщо ви не куди не поспішаєте, то раджу зарядний струм завжди зменшувати ще в два рази, так батарея прослужить довше і при малому струмі завжди відбувається найглибший і правильніший заряд. Зарядку проводимо до досягнення напруги 14,5 вольт і припиняємо, коли почнеться виділення бульбашок газу (водню)

Для акумуляторних батарей, що не обслуговують і гелів, навіть для 65 амперних, сила зарядного струму завжди не повинна перевищувати 2,75 А, а по можливості, ще менше. Зарядку припиняємо при досягненні на клемах напруги 13,8 вольт при силі зарядного струму у кінці зарядки всього 1 — 1,5 А.

Для довгого зберігання батареї в зимовий час її необхідно зняти з мотоцикла або автомобіля і повністю зарядити. Далі, слід зберігати в сухому місці і, бажано, при температурі не вище 0°З і не нижче — 15 °З, враховуючи, що чим нижче температура електроліту, тим менше саморазряд акумуляторів. Кожні три місяці батарею необхідно заряджати для відновлення втрат від саморазряда. Сучасні акумуляторні батареї, що не обслуговують або гелі, можуть зберігатися без підзаряду цілий рік, оскільки саморазряд в них в п'ять — сім разів менше.

У ідеальному випадку слід під'єднати до батареї автоматичний зарядний пристрій, електроніка якого постійно періодично заряджатиме акумулятор, без вашої участі, і тим самим запобігаючи саморазряд.

Сподіваюся, що ця стаття допоможе новачкам правильно поводитися з акумулятором і істотно продовжити термін служби вашої батареї, удачі всім!